Este documento fornece informações técnicas sobre vigotas pré-fabricadas protendidas utilizadas em lajes pré-fabricadas. As vigotas protendidas suportam as cargas durante a construção e, após a cura do concreto de capeamento, formam nervuras compostas com maior resistência. O documento descreve os benefícios das lajes pré-fabricadas protendidas, como redução ou eliminação de escoramento, menor consumo de concreto e maior vão e resistência à flecha.
1. UTILIZAÇÃO DE TABELAS DE
DIMENSIONAMENTO
LAJES PRÉ-FABRICADAS PROTENDIDAS
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2. LAJE PRÉ-FABRICADA PROTENDIDA O funcionamento estrutural da laje pré-fabricada protendida é
semelhante ao de uma laje armada em uma só direção.
Inicialmente, as vigotas protendidas constituem o único elemento
Dados Técnicos das Vigotas Protendidas: resistente da laje e do início da montagem até o término da cura do
Concreto: C45 (fck ≥ 45MPa) concreto de capeamento elas suportam todas as cargas dos
Aço: fios para protensão φ4mm entalhados CP150RNE e componentes da laje (vigota, enchimento, armaduras
φ6mm entalhados CP175RNE complementares e capa de concreto) além da sobrecarga para
execução do capeamento. Após a cura do concreto de capeamento,
a seção resistente da laje passa a ser constituída por nervuras
compostas (concreto das vigotas + concreto moldado “in loco”).
A seção composta apresenta esforços resistentes muito maiores que
os esforços resistentes da vigota pré-fabricada protendida,
conforme mostra o quadro 1.
Quadro 1 – Seção da vigota e seção
composta da laje
Figura 1 – Vigota Protendida Antes da cura do Após cura do
concreto de concreto de
As Vigotas Protendidas Tatu têm a forma de um “T invertido” e são capeamento capeamento
produzidas em moldadoras deslizantes sem utilização de
desmoldantes. Em sua face superior, o concreto possui superfície
Concreto do
rugosa que facilita a aderência à capa de concreto. capeamento
antes do final
da cura
SEÇÃO SEÇÃO
Vigotas protendidas TATU, RESISTENTE RESISTENTE
Seção composta armada
produzidas com qualidade Seção resistente da com a VPT431 e com
certificada ISO9001. vigota VPT431 altura final de 16cm
M.R.U.= 2,48KN.m M.R.U.= 7,60KN.m
Para uma mesma vigota, quanto maior a altura do elemento de
1. DEFINIÇÃO enchimento, maior será a altura final da nervura e, conseqüente-
As lajes pré-fabricadas protendidas TATU são compostas por mente, maior os esforços resistentes da laje.
nervuras pré-fabricadas em concreto protendido (vigotas) e Estas vigotas podem suportar o carregamento da fase executiva
elementos de enchimento (lajotas) que podem ser de cerâmica, sem auxílio de escoramento ou, nos casos de vãos maiores ou lajes
concreto ou EPS. Após a montagem das vigotas com os elementos mais pesadas, com auxílio de escoramento que deve ser
de enchimento e a armadura de distribuição, complementa-se a executado antes da montagem das vigotas, conforme a regra
nervura com o concreto (C20) de capeamento da laje. indicada a seguir:
2
3. Quadro 2 – Condições de escoramento para 2. VANTAGENS DAS LAJES PRÉ-FABRICADAS
as lajes protendidas* PROTENDIDAS
PARA L ≤ 3,20m
Vigota
2.1 FACILIDADE DE UTILIZAÇÃO
Dispensa Escoramento A expressão “protendida” poderia sugerir alguma dificuldade de
execução para quem desconheça o sistema mas, as Lajes Pré-
Fabricadas Protendidas são de fácil utilização e sua montagem é
L semelhante a das lajes pré-fabricadas tradicionais bastando, para
isto, a montagem do escoramento (quando necessário), a colocação
das vigotas protendidas, dos elementos de enchimento (lajotas),
das armaduras adicionais (malha de distribuição e quando
PARA 3,20 < L ≤ 6,20m
necessário armaduras negativas) e a concretagem da capa.
Vigota
L L Seqüência de execução da Laje
2 2
L VIGOTAS PROTENDIDAS
ELEMENTO DE
ENCHIMENTO
PARA 6,20 < L ≤ 10,00m
Vigota
2 L 2
L L
5 5 5
L
Figura 2a – Galga dos componentes
PARA L > 10,00m
Consultar a fábrica
* Estas condições podem ser alteradas em função do vão ou
peso-próprio da laje. Para confirmação, consultar a tabela de
dimensionamento da laje
3
4. a razão para o consumo de concreto do capeamento das lajes pré-
VIGOTAS PROTENDIDAS
fabricadas protendidas ser de 15 a 20% menor que o consumido
ELEMENTO DE
nas lajes pré-fabricadas tradicionais.
ENCHIMENTO
2.4 MAIORES VÃOS E MENORES FLECHAS
As lajes pré-fabricadas atingem maiores vãos para um mesmo
carregamento e apresentam menores flechas finais, devido ao efeito
da protensão aplicada às vigotas.
10
9
CARREGAMENTO (KN/m2)
8
Figura 2b – Colocação dos elementos de enchimento 7
6
CAPA DE CONCRETO LAJE PRÉ-FABRICADA
f ck =20MPa 5
VIGOTAS TRELIÇADAS
4
MALHA DE LAJE PRÉ-FABRICADA
3
DISTRIBUIÇÃO VIGOTAS PROTENDIDAS
2
1
4 5 6 7 8 9
VÃO (m)
Figura 3 - Gráfico comparativo do desempenho das Lajes Treliçadas e
Lajes Protendidas, ambas com altura total de 16cm.
2.6 MAIOR QUALIDADE E CONFIABILIDADE
Figura 2c – Colocação da malha de distribuição e concretagem As vigotas protendidas são produzidas em instalações modernas
do capeamento onde materiais e processos são controlados permanentemente.
Os aços utilizados (Belgo Bekaert) atendem a NBR7482 (Fios de aço
2.2 REDUÇÃO OU ELIMINAÇÃO DE ESCORAMENTO para concreto protendido-Especificação).
Comparada às lajes tradicionais, a laje pré-fabricada protendida Na produção do concreto são utilizados agregados cuidadosamente
reduz ou até elimina os escoramentos para a sua execução. Além analisados. Sua resistência à compressão é elevada (C45) e o
do ganho com a economia de cimbramento, sua montagem é feita consumo de cimento (CPV-ARI-PLUS/Ciminas-Holcim) é superior a
com mais facilidade e em menor tempo. 350Kg/m3 além de possuir uma relação água/cimento baixa (≈0,37)
graças à moldagem com equipamentos que produzem um
adensamento enérgico do concreto. Todos estes fatores mas,
2.3 REDUÇÃO DO CONSUMO DE CONCRETO E PESO-PRÓPRIO principalmente o alto consumo de cimento e a baixa relação
As vigotas protendidas têm largura um pouco menor que as água/cimento, conferem alta resistência e durabilidade às Vigotas
concorrentes e um maior volume de concreto pré-fabricado. Esta é Protendidas Tatu.
4
5. 3. PROJETO DAS LAJES PRÉ-FABRICADAS 3.2 CARGAS NAS LAJES
PROTENDIDAS
3.2.1 CARGAS ACIDENTAIS
São cargas distribuídas sobre a laje, decorrentes da sua utilização.
3.1 VÃOS Cada edificação tem uma característica própria de ocupação de
ambientes que resultam em carregamentos distintos das lajes.
3.1.1 VÃO LIVRE (l0) A NBR6120, sugere as cargas acidentais mínimas que devem ser
Distância entre as faces internas dos apoios de um tramo. adotadas para diferentes edificações e seus ambientes e que estão
resumidas na tabela 1 (Consulte a NBR6120).
TABELA 1
3.1.2 VÃO EFETIVO (lef)
Cargas Acidentais em Lajes
O vão efetivo ou teórico, que será utilizado para o dimensionamento Mínima
das lajes pré-fabricadas protendidas pode ser calculado pela Local Recomendada
(KN/m2)
expressão:
Sala de leitura 2,5
Bibliotecas 2
Sala com estantes de livros com 2,5KN/m por metro
lef = l0 + a1 + a2 de altura, sendo o valor mínimo:
6,0
Platéia com assentos fixos 3,0
Onde: Cinemas Estúdio e platéia com assentos móveis 4,0
Sanitários 2,0
a1: menor valor entre t1/2 e 0,3h
Sala de refeições e assembléias com assentos fixos 3,0
a2: menor valor entre t2/2 e 0,3h (figura 4) Sala de assembléias com assentos móveis 4,0
Clubes
Ht: altura total da laje Salão de danças e esportes 5,0
Sala de bilhar e sanitários 2,0
Edifícios Dormitórios, sala, copa, cozinha e banheiro 1,5
Ht
Residenciais Despensa, A.S. e lavanderia 2,0
Anfiteatros com assentos fixos, corredores e salas de
3,0
Escolas aula
Outras salas 2,0
t l t
Escritórios Salas de uso geral e sanitários
Apoio de vão Apoio de vão
extremo intermediário Forros Sem acesso a pessoas 0,5
Dormitórios, enferma-rias, sala de recuperação,
Figura 4 – Vão livre e Vão efetivo 2,0
Hospitais cirurgia, raio X e banheiros
Corredor 3,0
Lojas 4,0
Restaurantes 3,0
5
6. 3.2.2 CARGAS PERMANENTES TABELA 3
São cargas devido ao peso-próprio da estrutura, revestimentos, Peso de algumas Alvenarias
enchimentos, paredes, etc. Algumas delas estão indicadas na tabela Esp. Peso
abaixo: bloco (KN/m2)
ESP.
Alvenaria de
TABELA 2 9 2,7
REVEST. ARGAMASSA
REVEST. ARGAMASSA
vedação de
Peso de alguns materiais de construção tijolos maciços,
ESP.=20mm
ESP.=20mm
com
Peso revestimento
específico argamassado
Materiais ou aparente
19 4,0
nas duas faces
(KN/m3)
Granito 28,0 ESP.
Rochas Alvenaria de
Mármore 28,0 vedação de 9 1,5
REVEST. ARGAMASSA
REVEST. ARGAMASSA
Argamassa 20,0 tijolos
ESP.=20mm
ESP.=20mm
Revestimentos cerâmicos de 8
Concreto simples 24,0 furos, com
e concretos
Concreto Armado 25,0 revestimento
argamassado 19 2,3
Pinho, cedro e cerejeira 6,0
nas duas faces
Imbuia, mogno, 6,5
Jatobá, ipê-roxo e 7 1,3
Madeiras
REVEST. PASTA GESSO
REVEST. PASTA GESSO
9,6 Alvenaria de
cabriúva-vermelha
vedação de 9 1,4
Angico-preto e angelim- blocos vazados
ESP.=4mm
ESP.=4mm
11,0
vermelho de concreto, 11,5 1,5
Aço 78,5 aparente ou
revestida com 14 1,7
Alumínio 28,0 pasta de gesso
Metais Bronze 85,0 19 2,0
Chumbo 114,0
Cobre 89,0
Eventualmente, estas cargas podem ser concentradas, como é o
caso das cargas de paredes apoiadas diretamente sobre a laje e
que, por este motivo, devem ser tratadas com especial atenção.
6
7. 3.2.3. INFLUÊNCIA DA CARGA DE PAREDES
3.2.3.1. PARALELAS ÀS VIGOTAS
Quando a parede é apoiada sobre a laje paralelamente às vigotas
protendidas, calcula-se uma carga distribuída equivalente,
correspondente à parede, para a faixa de distribuição cuja largura
nunca deverá exceder à relação 2/3L (figura 5). A carga distribuída
equivalente é calculada dividindo-se o peso da parede pela área da
faixa de distribuição. Caso existam mais paredes paralelas às DA
S
vigotas num mesmo painel, as faixas de distribuição serão limitadas
O
ÇÃ AS
RE OT
DI VIG
pela metade da distância que as separa, de modo que não ocorra L
4
sobreposição de duas faixas e a carga equivalente adotada será a L D E ÃO
4 IXA IÇ
FA RIBU
de maior valor obtida para o painel em estudo. T L
DIS
Figura 6 – Faixa de distribuição para paredes perpendiculares às
vigotas
3.2.4. DETERMINAÇÃO DA SOBRECARGA
Para a utilização das Tabelas de Dimensionamento de Lajes Pré-
Fabricadas Protendidas Tatu a sobrecarga deve ser calculada pela
IG
OT
AS
somatória das cargas atuantes na laje, exceto o peso-próprio (já
L SV
DI FAI
3 O
DA considerado nos cálculos), e determinada conforme segue:
ST XA ÇÃ
L RE
RI DI
BU DE 3 L
IÇ
ÃO Carga Acidental: + (Ver tabela 1)
REFORÇO COM Cargas Permanentes: + Revestimentos
VIGOTAS JUSTAPOSTAS
SOB A PAREDE + Impermeabilização
Figura 5 – Faixa de distribuição para paredes paralelas às vigotas + Enchimentos
+ Paredes
3.2.3.2. PERPENDICULAR ÀS VIGOTAS + Telhados
Quando a parede é apoiada sobre a laje perpendicularmente às
+ Outras . . .
vigotas, a carga distribuída equivalente é calculada dividindo-se o
peso da parede pela área da faixa de distribuição, que neste caso = SOBRECARGA (para utilização das Tabelas
de Lajes da TATU)
corresponde a 1/2L (figura 6). Se existirem mais paredes
perpendiculares num mesmo painel, as faixas de distribuição serão OBS.: Na utilização das tabelas de dimensionamento de Lajes Pré-
limitadas pela metade da distância que as separe e a carga Fabricadas Protendidas Tatu o peso-próprio da laje não deve ser adicionado
equivalente adotada será a de maior valor obtida para o painel em no cálculo da sobrecarga uma vez que o mesmo já foi considerado nos
estudo. cálculos.
7
8. 8 M.R.U.
3.3. DIMENSIONAMENTO DA LAJE. L MÁX. =
(1,3 PP + 1,4 SC)
As Tabelas para o dimensionamento das Lajes Pré-Fabricadas
Onde:
Protendidas Tatu foram elaboradas para o dimensionamento de
lajes bi-apoiadas e apresentam os vãos máximos (LMÁX.) possíveis L: Vão efetivo da laje conforme 3.1.2.
nas diversas combinações geométricas e de armações para as Msd: Momento solicitante de projeto (KN.m/m).
sobrecargas variando de 1,0 a 10KN/m2 .
PP: peso-próprio da laje já considerado nos cálculos da tabela (KN/m2).
A partir do M.R.U. (Momento Resistente Último) de cada seção foi
SC: sobrecarga (carga acidental + revestimentos + outras cargas distribuídas)
determinado o vão máximo (LMÁX.) pela imposição da condição
apresentada na tabela (KN/m2) 3.2.4.
M.R.U. ≤ Msd (Momento Solicitante de Projeto).
M.R.U.: Momento resistente último da seção, apresentado na tabela (KN.m/m).
LMÁX.: Vão máximo admissível indicado na tabela (cm).
PP+SC
Conhecidos os vãos efetivos de um projeto e determinada a
sobrecarga atuante nas lajes é possível fazer o dimensionamento
L das laje pré-fabricadas protendidas.
3.3.1. RELAÇÃO DE CONFORTO
+ Recomenda-se que a altura das lajes utilizadas como piso não seja
inferior a 3% do vão efetivo. Este cuidado deve ser tomado para
evitar que os ruídos e vibrações resultantes do deslocamento sobre
2 a laje sejam prejudiciais ao conforto.
(1,3PP+1,4SC) . L
M sd =
8 Menores ruídos
Figura 7 – Diagrama de Momentos da laje bi-apoiada Ht ≥ 3% Vão Menores vibrações
Maior Conforto
Para lajes bi-apoiadas:
(1,3 PP + 1,4 SC) 2
M sd= .L
8
No estado limite último:
Msd < M.R.U.
∴ LMÁX. é calculado pela expressão:
8
9. 4. COMO UTILIZAR AS TABELAS DE DIMENSIONAMENTO DA Quadro 3 – VIGOTAS PRÉ-FABRICADAS
LAJE PROTENDIDAS
As tabelas dimensionamento das lajes pré-fabricadas protendidas
TATU apresentam diversas combinações de lajes sendo que as VPT421 VPT431
Utilizadas no 1°
nervuras podem ser armadas com 7 tipos de vigotas protendidas
Arranjo
(Quadro 3), em 3 diferentes arranjos de montagem.
9
9
1° Arranjo – SEÇÃO I
3
3
É a forma de montagem mais econômica onde cada nervura da laje 10 10
é constituída por uma vigota cuja largura é de 10cm. M.R.U.+= 2,06KN.m M.R.U.+= 2,48KN.m
M.R.U.-= 0,85KN.m M.R.U.-= 0,90KN.m
VPT432 VPT442
Utilizadas no 1° Arranjo e 2° Arranjo
2° Arranjo – SEÇÃO I-DUPLA
Esta montagem é mais utilizada para grandes vãos ou elevados
9
9
carregamentos onde cada nervura da laje é constituída por duas
3
3
vigotas, cada uma com 10cm de largura. 10 10
M.R.U.+= 2,62KN.m M.R.U.+= 2,84KN.m
M.R.U.-= 1,07KN.m M.R.U.-= 1,41KN.m
VPT443 VPTE443
3° Arranjo – SEÇÃO II
Montagem mais utilizada para grandes vãos ou carregamentos
elevados onde cada nervura da laje é constituída por uma vigota
9
12
com 12cm de largura.
3
10
3
10
M.R.U.+= 2,79KN.m M.R.U.+= 5,25KN.m
M.R.U.-= 1,78KN.m M.R.U.-= 1, 76KN.m
Do ponto de vista econômico, o 3° arranjo é uma solução
intermediária entre o 1° e o 2° arranjo, mas seu uso com elemento VPT631
de enchimento cerâmico está condicionado a existência de
Utilizadas no 3°
fornecedor deste material com altura de encaixe adequado à vigota.
Arranjo
As Vigotas Protendidas utilizadas nas nervuras são fabricadas em
12
três diferentes seções transversais, constantes ao longo da peça,
3.5
sendo elas: vigotas de 10x9 (largura=10cm e altura=9cm) e
12
10x12, armadas com aço CP150RN entalhado de 4mm de
+
diâmetro; as vigotas de 12x12 são armadas com aço CP175RN M.R.U. = 6,00KN.m
M.R.U.-= 3,44KN.m
entalhado de 6mm de diâmetro (ver quadro 3).
9
10. 4.1. EXEMPLO DE UTILIZAÇÃO DAS TABELAS DE A carga equivalente da alvenaria é calculada conforme 3.2.3.2.:
DIMENSIONAMENTO DA LAJE
Dimensionar uma laje que deverá ser usada para salas de aula e
que receberá um revestimento do piso com 1,0KN/m2 e do forro Da tabela 3 →γALV = 1,5KN/m2
com 0,5 KN/m2. Sabe-se que o vão livre é de 5,00m e as vigas de
∴ Peso Alvenaria = 3 x 1,5 = 4,5 KN/m
apoio têm 25cm de largura. Existe uma alvenaria apoiada sobre
toda extensão do painel, perpendicularmente à direção das vigotas, Carga equivalente = 4,5 ÷ L/2 =
conforme a figura a seguir: = 4,5 ÷ 2,5 = 1,8KN/m2
Alvenaria de vedação de L/4 L/4
tijolos cerâmicos (1/2 FAIXA DE DISTRIBUIÇÃO
parede) de 8 furos, com
3,00m
25 5,00m 25
revestimento
argamassado de 20mm Figura 9 – Determinação da carga equivalente à
2,00m alvenaria
nas duas faces
Determinando o Vão efetivo da Laje
lef = l0 + a1 + a2
25 5,00m 25
Como ainda não sabemos qual deverá ser a altura total da laje,
Figura 8 – Esquema da laje para exemplo de dimensionamento arbitramos uma altura total de 25cm.
a1: menor valor entre t1/2 e 0,3Ht = 7,5cm
Solução:
a2: menor valor entre t2/2 e 0,3Ht = 7,5cm
Determinando a Sobrecarga da Laje
lef = l0 + a1 + a2
2
Tabela 1 → escola – salas de aula → Carga Acidental 3,0KN/m lef = 500 + 7,5 + 7,5 = 515cm*
Carga do revestimento do piso 1,0KN/m2
Carga do revestimento do forro 0,5KN/m2
* Caso a altura da laje seja maior que arbitrada inicialmente, o vão efetivo
Carga da alvenaria (fig. 9) 1,8KN/m2 deverá ser recalculado para a nova altura.
Sobrecarga 6,3KN/m2
Arredondaremos a sobrecarga para 6,5KN/m2 porque nas tabelas
este valor varia de 0,5 KN/m2.
10
12. Resultado:
O resultado do dimensionamento é:
Altura total = 25cm
Peso-Próprio = 3,16KN/m2
Sobrecarga = 6,5 KN/m2
Consumo de Concreto para capeamento = 83litros/m2
1 Linha de escoramento para a montagem e execução do
capeamento
A mesma laje poderia ser dimensionada com elemento de
enchimento em EPS, com distância entre eixos de nervuras igual a
40cm ou 50cm. Consulte nosso representante comercial para
informar-se de qual será a solução mais econômica para sua obra.
4. BIBLIOGRAFIA
NBR6118 – Projeto de Estruturas de Concreto – Procedimento.
NBR6120 – Cargas para o cálculo de estrutura de edificações –
Procedimento
NBR14859-1 – Laje Pré-Fabricada – Requisitos – Parte 1: Lajes
Unidirecionais
12